(57)【要約】【課題】  各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法等の提供。【解決手段】  照射された光の干渉が干渉光として放射され、標的と相互作用した後に該干渉光の波長が変化可能であり、該標的と相互作用可能な標的相互作用層を少なくても有し、該標的検出用基材が液状物と接触し、前記標的と相互作用させた後における該標的検出用基材が液状物と接触し、前記標的と接触する前における該標的作用層の厚みが、前記液状物と接触する前における該標的相互作用層の厚みより大きい標的検出用基材である。光照射手段と、光干渉手段と、波長変化検出手段と有してなり、前記光干渉手段が、前記標的検出用基材を含み、該標的検出用基材における標的相互作用層が前記標的と相互作用可能であることを特徴とする標的検出装置である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光の干渉が干渉光として放射され、標的と相互作用した後に該干渉光の波長が変化可能であり、該標的と相互作用可能な標的相互作用層を少なくとも有する標的検出用基材であって、
該標的検出用基材が液状物と接触し、前記標的と相互作用させた後における該標的相互作用層の厚みが、前記液状物と接触する前における該標的相互作用層の厚みよりも大きいことを特徴とする標的検出用基材。
【請求項２】
標的相互作用層が、標的と相互作用可能な標的相互作用部を複数個有する糸状体を含み、該糸状体が液状物と接触して立設し、この状態で該糸状体における前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する請求項１に記載の標的検出用基材。
【請求項３】
標的相互作用層が、液状物と接触し、標的と相互作用した後における該標的相互作用層の厚み（Ｘ）と、前記液状物と接触する前の前記標的相互作用層の厚み（Ｙ）とが、次式、〔（Ｘ−Ｙ）／Ｙ〕×１００＞５０％の関係を満たす請求項１から２のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項４】
糸状体の一端が、標的相互作用層と隣接する層の表面に接着されてなる請求項１から３のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項５】
糸状体が、糸状有機分子である請求項２から４のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項６】
糸状有機分子が、直鎖状高分子及びらせん状高分子の少なくともいずれかである請求項５に記載の標的検出用基材。
【請求項７】
糸状有機分子が、イミン基含有化合物、アミン基含有化合物、水酸基含有化合物、アミド基含有化合物及びカルボキシル基含有化合物から選択されるすくなくとも１種をモノマーユニットとして有してなる請求項５から６のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項８】
光を照射する光照射手段と、標的及び波長変化体と相互作用して前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化可能な光干渉手段と、前記干渉光の進路に設けられ前記光干渉手段により放射される前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出手段とを有してなり、
前記光干渉手段が、請求項１から７のいずれかに記載の標的検出用基材を含み、該標的検出用基材における標的相互作用層が前記標的と相互作用可能であることを特徴とする標的検出装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の標的検出用基材に対して光を照射し、該標的検出用基材おける標的相互作用部と、標的と、波長変化体とを相互作用させ、該照射した光を干渉光として放射させる光照射工程と、前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出工程とを含むことを特徴とする標的検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温条件下であっても、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よく確実にかつ簡便にしかも好感度に検出可能な標的検出装置及び標的検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を検出する各種の方法が検討されてきており、例えば、ＥＬＩＳＡ等のエンザイム・イムノ・アッセイ法などが知られている。しかし、これらにおいては、高価な蛍光標識や危険な放射線マーカー等を使用しなければならない等の問題があった。
近時、蛍光標識や放射線マーカーを使用せずに、前記各種標的を検出する検出層による干渉光の干渉色変化等を検知することにより、前記各種標的を検出する装置や方法が提案されてきている。例えば、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉色変化としてエリプソメータ等により測定する装置が提案されている（特許文献１〜２参照）。また、核酸鎖による光反射表面における厚み変化を干渉色変化として検出することが提案されている（例えば、特許文献３〜５参照）。また、光源から発した光を偏光子を介して試料表面に照射し、その反射光を偏光変調器により反射させ、偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献６〜９参照）。また、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉光の干渉色変化としてエリプソメータ等により測定すると共に該干渉光を偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１０参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの場合、前記非特異性蛋白質層（標的相互作用層）の表面のみで相互作用が起こる結果、前記標的との反応面積が小さくなり、簡便かつ迅速な測定ができず、測定ノイズを拾い易く、測定誤差が大きく、測定感度が十分でないという問題がある。また、前記標的と前記標的相互作用層との前記相互作用では、該標的相互作用層自体の膜厚は変化しないため、前記相互作用後の膜厚増加が、前記標的の大きさに依存してしまい、膜厚変化を任意の膜厚に制御することにより、測定誤差が抑制され、測定感度を向上させることが困難であるという問題がある。また、前記標的相互作用層が耐熱性に劣るため、一度高温下に置かれると再び使用できないという問題がある。更には定量ができないという問題もある。したがって、前記膜厚の変化を任意の膜厚となるように制御することにより、病原物質、生体物質、有毒物質等の前記各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、高温条件下であっても、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能である標的検出装置及び標的検出方法は未だ提供されていないのが現状であり、これらの開発が切に望まれている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６２０８号公報
【特許文献３】特公平７−３２７２０公報
【特許文献４】特開平１０−２８８６１６号公報
【特許文献５】特開２００１−２３５４７３号公報
【特許文献６】特開昭６１−３４４４２号公報
【特許文献７】特開平４−７８１２２号公報
【特許文献８】特公昭６２−５７９３６号公報
【特許文献９】米国特許第４，３３２，４７６号明細書
【特許文献１０】特開２００２−１２２６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記要望に応え、従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  照射された光の干渉が干渉光として放射され、標的と相互作用した後に該干渉光の波長が変化可能であり、該標的と相互作用可能な標的相互作用層を少なくとも有する標的検出用基材であって、
該標的検出用基材が液状物と接触し、前記標的と相互作用させた後における該標的相互作用層の厚みが、前記液状物と接触する前における該標的相互作用層の厚みよりも大きいことを特徴とする標的検出用基材である。該＜１＞に記載の標的検出用基材においては、照射された光の干渉が干渉光として放射され、標的と相互作用した後に該干渉光の波長が変化可能であり、該標的と相互作用可能な標的相互作用層を少なくとも有する標的検出用基材であって、該標的検出用基材が液状物と接触し、前記標的と相互作用させた後における該標的相互作用層の厚みが、前記液状部と接触する前における該標的相互作用層の厚みより大きい。このため、前記標的相互作用層が前記液状物と接触し、前記標的と相互作用することにより、該標的相互作用層自体の厚みが増加し、前記液状物を除去した後においても、該標的相互作用層における厚みの収縮が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に前記標的を検出する各種検出に好適である。
【０００７】
＜２＞  標的相互作用層が、標的と相互作用可能な標的相互作用部を複数個有する糸状体を含み、該糸状体が液状物と接触して立設し、この状態で該糸状体における前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する前記＜１＞に記載の標的検出用基材である。該＜２＞に記載の標的検出基材においては、前記糸状体が前記液状物と接触することにより立設される。この状態で前記標的と前記標的相互作用部とが相互作用することにより、前記液状物と接触する前においては、標的相互作用層の内部に存在し、表面に現れていなかった前記標的相互作用部も、前記液状物に接触した後においては、前記標的と相互作用可能となる。更に前記標的と前記標的相互作用部とが相互作用することにより、前記液状物を除去した後においても、該標的相互作用層における厚みの収縮が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便に確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
＜３＞  標的相互作用層が、液状物と接触し、標的と相互作用した後における該標的相互作用層の厚み（Ｘ）と、前記液状物と接触する前の前記標的相互作用層の厚み（Ｙ）とが、次式、〔（Ｘ−Ｙ）／Ｙ〕×１００＞５０％の関係を満たす前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜３＞に記載の標的検出用基材においては、前記厚み（Ｘ）と前記厚み（Ｙ）とが、次式〔（Ｘ−Ｙ）／Ｙ〕×１００＞５０％の関係を満たすため、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速に極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
【０００８】
＜４＞  糸状体の一端が、標的相互作用層と隣接する層の表面に接着されてなる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜４＞に記載の標的検出用基材においては、前記糸状物の一端が、前記標的相互作用層と隣接する層の表面に接着されてなる。これにより前記糸状物は、前記液状物と接触する前においては、前記糸状体における前記一端を支持したまま横倒され、前記液状物と接触した後においては、前記糸状物における前記一端を支持したまま立設される。この結果、前記標的相互作用層が前記液状物と接触することにより、該標的相互作用層自体の厚みが増加し、前記標的と該標的相互作用層とが相互作用することにより、前記液状物を除去した後においても、該標的相互作用層における厚みの収縮が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
【０００９】
＜５＞  接着が、化学結合である前記＜４＞に記載の標的検出用基材である。該＜５＞に記載の標的検出用基材においては、前記接着が化学結合であることにより、前記糸状体における一端が強固に接着され、前記標的と該標的相互作用層とが相互作用した後においても、前記糸状体の脱離が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ高感度に検出する各種検出に好適である。
＜６＞  糸状体が、糸状有機分子である前記＜２＞から＜５＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜７＞  糸状有機分子が、直鎖状高分子及びらせん状高分子の少なくともいずれかである前記＜６＞に記載の標的検出用基材である。
＜８＞  糸状有機分子が、イミン基含有化合物、アミン基含有化合物、水酸基含有化合物、アミド基含有化合物及びカルボキシル基含有化合物から選択されるすくなくとも１種をモノマーユニットとして有してなる前記＜６＞から＜７＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜９＞  糸状有機分子が、らせん状高分子である前記＜６＞から＜８＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
【００１０】
＜１０＞  らせん状高分子が、α−へリックス・ポリペプチドである前記＜９＞に記載の標的検出用基材である。
＜１１＞  糸状有機分子の重合度が、２０〜１０，０００である前記＜６＞から＜１０＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜１１＞に記載の標的検出用基材においては、前記重合度が所定の範囲であるため、前記標的相互作用層が、前記液状物と接触し、前記標的と相互作用した後においても前記標的相互作用層の厚みが所定の範囲となる。この結果、前記標的を少ない標的誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速にかつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
＜１２＞  糸状有機分子の数平均分子量（Ｍｎ）が、１，０００〜１，０００，０００である前記＜６＞から＜１１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜１２＞に記載の標的検出用基材においては、前記数平均分子量が所定の範囲であるため、前期標的相互作用層が、前記液状物と接触し、前記標的と相互作用した後においても前記標的相互作用の厚みが所定の範囲となる。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ、極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
＜１３＞  相互作用が物理吸着及び化学吸着の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１４＞  標的相互作用部が、標的を捕捉可能な標的捕捉体である前記＜２＞から＜１３＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
【００１１】
＜１５＞  標的捕捉体が、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜１４＞に記載の標的検出用基材である。該＜１５＞に記載の検出用基材において、酵素基質又は酵素阻害剤であり、前記標的捕捉体が前記補酵素、酵素基質又は酵素阻害剤である場合には、前記標的は例えば該補酵素を補酵素、酵素基質又は酵素阻害剤とする酵素であり、前記標的捕捉体が前記包接化合物である場合には、前記標的は例えば該包接化合物のゲスト化合物であり、前記標的捕捉体が金属である場合には、前記標的は例えば前記包接化合物であり、前記標的化合物が前記抗体である場合には、前記標的は例えば該抗体の抗原、ウイルス、細胞破砕物、代謝産物としての該タンパクを抗原とする場合には、前記標的は例えば該核酸と相補的な核酸であり、前記標的捕捉体が前記ホルモンレセプターである場合には、前記標的は例えば該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記標的捕捉体が前記レクチンである場合には、前記標的は例えば該レクチンに受容される糖であり、前記標的捕捉体が前記生理活性物質受容体である場合には、前記標的は例えば該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
【００１２】
＜１６＞  ホスト化合物が、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物及び無機系ホスト化合物から選択され、
該単分子系ホスト化合物が、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、及び環状オリゴペプチドから選択され、
該多分子系ホスト化合物が、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチドから選択され、
該高分子系ホスト化合物が、セルロース、デンプン、キチン、キトサン及びポリビニルアルコールから選択され、
該無機系ホスト化合物が、層間化合物、ゼオライト及びＨｏｆｍａｎｎ型錯体から選択される前記＜１５＞に記載の標的検出用基材である。
【００１３】
＜１７＞  標的がアビジンであり、標的受容体及び標的捕捉体の少なくともいずれかがビオチンである前記＜１４＞から＜１６＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１８＞  液状物が、極性溶媒を含有する前記＜１＞から＜１７＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜１８＞に記載の標的検出用基材においては、前記液状物が、前記極性溶媒であることにより、前記標的相互作用層との親和性を有する。そのため、該極性溶媒と該標的相互作用層が接触することにより、該標的相互作用層自体の厚みが増加される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速にかつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
＜１９＞  極性溶媒が、水、アルコール、エステル基含有溶媒、アミド基含有溶媒、カルボン酸基含有溶媒、スルホン酸基含有溶媒、アミン含有溶媒及びニトリル基含有溶媒から選択される少なくとも１種である前記＜１８＞に記載の標的検出用基材である。
＜２０＞  標的相互作用層と隣接する層が、光干渉層である前記＜４＞から＜１９＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜２１＞  基材と光干渉層と標的相互作用層とをこの順に有する前記＜２０＞に記載の標的検出用基材である。
＜２２＞  光干渉層が、基材及び標的相互作用層の少なくともいずれかと屈折率の異なる異屈折率を有する異屈折率膜を少なくとも１層有する前記＜２０＞から＜２１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜２２＞に記載の標的検出基材においては、前記光干渉層が、前記基材及び標的相互作用層の少なくてもいずれかの屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率膜を有しているので、スペクトル曲線のシャープな干渉光を放射することができ、該干渉光の極僅かな波長変化しかない場合であっても、簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出することができる。
【００１４】
＜２３＞  異屈折率膜を２以上有し、該２以上の異屈折率膜の屈折率が違いに異なる前記＜２２＞に記載の標的検出用基材である。該＜２３＞に記載の標的検出用基材においては、前記異屈折率膜を２以上有し、該２以上の異屈折率膜の屈折率が互いに異なるので、スペクトル曲線のシャープな干渉光を放射することができ、該干渉光の極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出することができる。
＜２４＞  異屈折率膜が、誘電体膜である前記＜２２＞から＜２３＞の標的検出用基材である。
＜２５＞  異屈折率膜が、酸素化合物を含む前記＜２２＞から＜２４＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜２６＞  酸素化合物が、金属酸化物及び非金属酸化物から選択される少なくとも１種である前記＜２５＞に記載の標的検出用基材である。
＜２７＞  金属酸化物が、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２から選択される少なくとも１種である前記＜２６＞に記載の標的検出用基材である。
＜２８＞  異屈折率膜の厚みが、０．０１〜１００μｍである前記＜２２＞から＜２７＞のいずれかに記載に標的検出用基材である。
＜２９＞  異屈折率膜の密度が、１．０〜３．０ｇ／ｃｍ３である前記＜２２＞から＜２８＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
【００１５】
＜３０＞  光干渉層が、基材及び標的相互作用層の少なくともいずれかの屈折率と略同等の屈折率を有する同屈折率膜を少なくとも１層有する前記＜２０＞から＜２１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜３１＞  光干渉層が、干渉フィルタである前記＜２０＞から＜３０＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜３１＞に記載の標的検出用基材においては、前記光干渉層が干渉フィルタであるので、スペクトル曲線のシャープな干渉光を放射することができ、該干渉光の極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出することができ、更にその表面を設ける前期標的相互作用層の厚みを薄くすることができ、前期標的検出用基材の製造が容易である。
＜３２＞  基材が、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス及びプラスチックスから選択される少なくとも１種で形成された前記＜２１＞から＜３１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
【００１６】
＜３３＞  光を照射する光照射手段と、標的及び波長変化体と相互作用して前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化可能な光干渉手段と、前記干渉光の進路に設けられ前記光干渉手段により放射される前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出手段とを有してなり、前記光干渉手段が、前記＜１＞から＜３２＞のいずれかに記載の標的検出用基材を含み、該標的検出用基材における標的相互作用層が前記標的と相互作用可能であることを特徴とする標的検出装置である。該＜３３＞に記載の標的検出装置においては、前記光照射手段が光を照射する。前記光干渉手段における前記標的相互作用層は、前記液状物と接触することにより、該標的相互作用層の膜厚が増加される。前記液状物中に前記標的が存在する場合には、前記標的と、前記光干渉手段における前記標的相互作用層とが相互作用することにより、該標的相互作用層の厚みが増加され、かつ、前記液状物を除去した後においても該膜厚の収縮が抑制され、前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長が変化（波長シフト）する。前記波長変化検出手段が、該波長が（波長シフト）した干渉光を検出することにより、前記標的が少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出される。
【００１７】
＜３４＞  光照射手段が、線状の光束を照射可能である前記＜３３＞に記載の標的検出装置である。該＜３４＞に記載の標的検出装置においては、該光照射手段により照射される光の前記光干渉手段への入射角の制御が容易であり、また、前記光干渉手段における、前記光照射手段により照射される光の受講面の面積を小さく設計することができ、また、該光干渉手段による干渉光の波長変化を検出する前記波長変化検出手段における受光面の面積を小さく設計することができ、測定ノイズを抑制することができ、測定誤差が少ない。
＜３５＞  光照射手段が、レーザー光照射器である前記＜３３＞から＜３４＞のいずれかに記載の標的検出装置である。
【００１８】
＜３６＞  波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であり、該特定波長の光が透過したことを検知可能である前記＜３３＞から＜３５＞のいずれかに記載の標的検出装置である。該＜３６＞に記載の標的検出装置においては、前記波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であることにより、該波長変化検出手段は、前記標的が前記光干渉手段と相互作用して前記標的相互作用層の厚みを増加される前では前期干渉光を透過不能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加される前では、前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では、前記干渉光を透過不能とすることにより、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難な場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、該標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出される。
【００１９】
＜３７＞  波長変化検出手段が、干渉フィルタ及び該干渉フィルタを透過した透過光を検知可能な光検知センサーである前記＜３３＞から＜３６＞のいずれかに記載の標的検出装置である。該＜３７＞に記載の標的検出装置においては、前記干渉フィルタを、前記標的が前記光干渉手段と相互作用して前記標的相互作用層の厚みを増加される前では前期干渉光を透過不能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加される前では、前記干渉光を透過可能とし、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では、前記干渉光を透過不能とすることにより、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難な場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり。該波長変化検出手段が前記干渉光を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、該標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出される。その結果、極僅かな波長変化が生じた場合であっても、それを前記干渉光の透過光として前記光検知センサーが検出可能であるため、極めて高感度である。また、前記干渉フィルタを前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後においては、波長変化した特定波長の前記干渉光を透過可能とした場合に、あるいは、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前においては、特定波長の前記干渉光を透過可能とした場合には、該干渉光の透過光量を前記光検知センサーが測定することにより、前記標的の定量を行うことができる。
【００２０】
＜３８＞  波長変化検出手段が、干渉光の波長変化前におけるスペクトルと、干渉光の波長変化後におけるスペクトルとを測定し、その差スペクトルを測定可能である前記＜３３＞から＜３７＞のいずれかに記載の標的検出装置である。該＜３８＞に記載の標的検出装置においては、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、前記波長変化検出手段が前記干渉光の波長変化の前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定するので、それぞれブロードなスペクトル曲線ではなく、極めてシャープなスペクトル曲線が得られ、増幅可能となる。そして該干渉光の波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能である。その結果、極僅かな波長変化があった場合にであっても、それを増幅し、スペクトル強度として検出することができるので高感度であり、しかもスペクトル強度の強弱によって前記標的の定量も行うことができる。
【００２１】
＜３９＞  波長変化検出手段が、差スペクトルをスペクトル強度に変換し、該スペクトル強度を増幅可能である前記＜３８＞に記載の標的検出装置である。該＜３９＞に記載の標的検出装置においては、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、前記波長変化検出手段が、それぞれブロードなスペクトル曲線ではなく、極めてシャープなスペクトル曲線が得ることができ、更に、該干渉光の波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能である。その結果、極僅かな波長変化があった場合にであっても、それを増幅し、スペクトル強度として検出することができるので高感度であり、しかもスペクトル強度の強弱によって前記標的の定量も容易に行うことができる。
＜４０＞  波長変化検出手段が、分光光度計である前記＜３８＞から＜３９＞のいずれかに記載の標的検出装置である。
【００２２】
＜４１＞  前記＜１＞から＜３２＞のいずれかに記載の標的検出用基材に対して光を照射し、該標的検出用基材おける標的相互作用層を液状物と接触させ、標的と、該標的相互作用層とを相互作用させ、該照射した光を干渉光として放射させる光照射工程と、前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出工程とを含むことを特徴とする標的検出方法である。該＜４１＞に記載の標的検出においては、前記光照射工程において、前記標的が存在しない場合には、前記液状部物と接触することにより増加した前記標的相互作用層の厚みが、前記液状物を除去することにより収縮される。前記標的が存在する場合には、前記標的と前記標的相互作用層が相互作用して、該標的相互作用層の厚みが増加され、前記液状物を除去した場合であっても該膜厚の収縮が抑制される。この結果、前記標的が存在する場合には、前記膜厚が変化する結果、前記照射された光の干渉光は前記膜厚の変化前後で、波長変化（波長シフト）し、前記波長変化検出工程において、該波長変化（波長シフト）した前記干渉光を検出することにより、前記標的が検出される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらを好適に用いられる標的検出用基材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（標的検出装置）
本発明の標的検出装置は、光照射手段と、光干渉手段と、波長変化検出手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
【００２５】
＜光照射手段＞
前記光照射手段は、光を照射する機能を有する限り特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ハロゲンランプ（例えばキセノンランプ）等の光源、レーザー光照射器、などが挙げられる。
これらの中でも、線状の光束を照射可能であるものが好ましく、レーザー光照射器などが好適に挙げられる。この場合、該光照射手段より照射される光の前記光干渉手段への入射角の制御が容易であり、また、該光照射手段より照射される光の前記光干渉手段における受光面の面積を小さく設計することができ、更に該光干渉手段による干渉光の波長変化を検出する前記波長変化検出手段における受光面の面積を小さく設計することができ、測定ノイズを抑制することができ、測定誤差を小さくすることができる点で有利である。
なお、本発明においては、前記波長変化検出手段として、分光光度計を使用する場合には、該光照射手段として、該分光光度計に内蔵された光源を使用することができる。
【００２６】
＜光干渉手段＞
前記光干渉手段は、標的と相互作用することにより、前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化させることができる手段である。前記光干渉手段は、本発明の標的検出用基材を含み、更に必要に応じてその他の部材等を有してなる。
【００２７】
―標的検出用基材―
前記本発明の標的検出用基材は、照射された光の干渉が干渉光として放射され、標的と相互作用した後に該干渉光の波長が変化可能であり、該標的と相互作用可能な標的相互作用層と、更に適宜選択したその他の層を有する。
【００２８】
―標的相互作用層―
前記標的相互作用層としては、該標的検出用基材（前記標的相互作用層）が液状物と接触し、前記標的と相互作用させた後における該標的相互作用層の厚みが、前記液状物と接触する前における該標的相互作用層の厚みよりも大きい。
【００２９】
前記標的相互作用層としては前記条件を満たす限り、特に制限はないが、例えば前記液状物と接触し、前記標的と前記標的相互作用層とが相互作用した後の該標的相互作用層の厚み（Ｘ）と、前記液状物と接触する前の前記標的相互作用層の厚み（Ｙ）とが、次式、〔（Ｘ−Ｙ）／Ｙ〕×１００（以下「増加率」と称することがある）＞５０％の関係を満たすことが好ましい。前記増加率が５０％未満であると、検出感度が低くなることがあるとともに、測定誤差が大きくなり好ましくない。
【００３０】
前記標的相互作用層は、標的と相互作用可能な標的相互作用部を複数個有する糸状体を含むことが好ましい。該糸状体が前記液状物と接触して立設し、この状態で該糸状物における前記標的相互作用部と前記標的が相互作用するための厚みが増加される。これにより、前記液状物と接触する前においては、前記標的相互作用層の内部に存在し、表面に現れていなかった前記標的相互作用部も、前記液状物と接触した後においては、前記標的と相互作用可能となる。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出することができ有利である。
【００３１】
−糸状体−
前記糸状体としては、糸状の形状を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、糸状有機分子、糸状無機分子、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。これらの中でも、前記標的と相互作用しやすく、分子の加工が容易などの観点から前記糸状有機分子が好ましい。
【００３２】
前記糸状有機分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、直鎖状高分子、らせん状高分子、などが挙げられる。
前記糸状有機分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、イミン基含有化合物、アミン基含有化合物、水酸基含有化合物、アミド基含有化合物及びカルボキシル基含有化合物から選択されるすくなくとも１種をモノマーユニットとして有してなるものが好ましい。
前記イミン基含有化合物としては、例えば、メチルイミン、エチレンイミン、ミトリルイミン、スルフィルイミン、などが挙げられる。
前記アミン基含有化合物としては、例えば、ビニルアミン、アリルアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。
前記水酸基含有化合物としては、例えば、ビニルアルコールが挙げられる。
前記アミド基含有化合物としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、などが挙げられる。
前記カルボキシル基含有化合物としては、例えば、アクリレート、メタクリレートなどが挙げられる。
【００３３】
前記糸状有機分子の数平均分子量（Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１，０００〜１，０００，０００が好ましく、５，０００〜５００，０００がより好ましい。
前記糸状有機分子の重合度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、２０〜１０，０００が好ましく、１００〜１，０００がより好ましい。
【００３４】
前記糸状体の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記標的相互作用層と隣接する層上に該糸状体の一端を接着して形成することが好ましい。この場合、前記糸状体の一端が接着されているため、前記液状物と接触する前においては、前記糸状体における前記一端を支持したまま横倒され、前記液状物を接触した後においては、前記糸状体における前記一端を支持したまま立設される。この結果前記標的相互作用層が前記液状物と接触することにより、該標的相互作用層自体の厚みが増加し、前記標的と該標的相互作用層とが相互作用することにより、前記液状物を除去した後においても、該標的相互作用層における厚みの収縮が抑制される。このため、このため、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
【００３５】
―直鎖状高分子―
前記高分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の構造式（１）から（７）で表されるものが好適に挙げられる。なお、以下の構造式（１）から（７）中、Ｘは２価の連結基を意味し、Ｒは、前記標的相互作用部を意味し、ｍ、ｎ、ｌは整数を意味する。Ｍｅはメチル基を表す。
【００３６】
【化１】
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【００３７】
【化２】
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【００３８】
【化３】
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【００３９】
【化４】
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【００４０】
【化５】
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【００４１】
【化６】
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【００４２】
【化７】
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【００４３】
前記直鎖状有機分子の数平均分子量（Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１，０００〜１，０００，０００が好ましく、５，０００〜５００，０００がより好ましい。
前記糸状有機分子の重合度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、２０〜１０，０００が好ましく、１００〜１，０００がより好ましい。
【００４４】
前記光干渉手段による前記干渉光の波長は、可視光域にあってもよく、なくてもよいが、前者の場合には目視にて該干渉光を検出することができる点で好ましく、波長変化後における前記干渉光の波長が可視光域にあるのがより好ましい。この場合、該干渉光を干渉色として視認可能であるが、この干渉光が視認される原理は、いわゆる構造性発色と呼ばれる原理にもとづく。
【００４５】
前記直鎖状高分子における前記数平均分子量（Ｍｎ）と前記重合度とを適宜選択することにより、前記標的相互作用層が、前記標的と効率的に相互作用することができる前期膜厚とすることができ、相互作用とした後においても十分な前記膜厚を得ることができ、更には、前記構造性発色の原理により、前記干渉光の干渉色を可視光とすることができる。
【００４６】
−らせん状高分子−
前記らせん状高分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、α−ヘリックス・ポリペプチド、ＤＮＡ、アミロース、などが好適に挙げられる。
【００４７】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドは、ポリペプチドの二次構造の一つであり、アミノ酸３．６残基ごとに１回転（１らせん形成）し、４番目のアミノ酸のイミド基（−ＮＨ−）とカルボニル基（−ＣＯ−）との間に螺旋軸とほぼ平行な水素結合を作り、７アミノ酸を一単位として繰り返すことによりエネルギー的に安定な構造を有している。
前記α−ヘリックス・ポリペプチドのらせん方向としては、特に制限はなく、右巻きであってもよいし、左巻きであってもよい。なお天然には安定性の点から右巻きしか存在しない。
【００４８】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドを形成するアミノ酸としては、α−ヘリックス構造を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該α−ヘリックス構造を形成しやすいものが好ましく、このようなアミノ酸としては、例えばアスパラギン酸（Ａｓｐ）、グルタミン酸（Ｇｌｕ）、アルギニン（Ａｒｇ）、リジン（Ｌｙｓ）、ヒスチジン（Ｈｉｓ）、グルタミン（Ｇｌｎ）、セリン（Ｓｅｒ）、スレオニン（Ｔｈｒ）、アラニン（Ａｌａ）、システイン（Ｃｙｓ）、メチオニン（Ｍｅｔ）、チロシン（Ｔｙｒ）、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）、トリプトファン（Ｔｒｐ）などが好適に挙げられる。これらは１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００４９】
前記α―ヘリックス・ポリペプチドは、前記アミノ酸を適宜選択することにより親水性、疎水性、両親媒性のいずれにも設計可能であるが、前記親水性とする場合には、前記アミノ酸としては、セリン（Ｓｅｒ）、スレオニン（Ｔｈｒ）、アスパラギン酸（Ａｓｐ）、グルタミン酸（Ｇｌｕ）、アルギニン（Ａｒｇ）、リジン（Ｌｙｓ）、アスパラギン（Ａｓｎ）、グルタミン（Ｇｌｎ）などが好適に挙げられ、前記疎水性とする場合には、前記アミノ酸としては、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）、トリプトファン（Ｔｒｐ）、イソロイシン（Ｉｌｅ）、チロシン（Ｔｙｒ）、メチオニン（Ｍｅｔ）、ロイシン（Ｌｅｕ）、バリン（Ｖａｌ）などが挙げられる。
前記α−ヘリックス・ポリペプチドを構成するアミノ酸としては、特に制限はなく、例えば、Ｌ−アミノ酸、Ｄ−アミノ酸、これらの側鎖部分が修飾された誘導体などのいずれであってもよい。
【００５０】
また、前記α−ヘリックス・ポリペプチドにおいては、該α−へリックスを形成する前記アミノ酸における、ペプチド結合を構成しないカルボキシル基を、エステル化することにより、疎水性にすることができ、一方、該エステル化されたカルボキシル基を加水分解することにより、親水性にすることができる。
【００５１】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドの数平均分子量（Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１，０００〜１，０００，０００が好ましく、２，０００〜５００，０００がより好ましい。
前記α−ヘリックス・ポリペプチドの重合度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、２０〜１０，０００が好ましく、２０〜１，０００がより好ましい。
【００５２】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドにおける前記数平均分子量（Ｍｎ）と前記重合度とを適宜選択することにより、前記標的相互作用層が、前記標的と効率的に相互作用することができる前期膜厚とすることができ、相互作用とした後においても十分な前記膜厚を得ることができ、更には、前記構造性発色の原理により、前記干渉光の干渉色を可視光とすることができ、目視で検出を確認できる点で有利である。
【００５３】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドの具体例としては、ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）、ポリ（γ−エチル−Ｌ−グルタメート）、ポリ（Ｌ−グルタミン酸−γ−ベンジル）、ポリ（ｎ−ヘキシル−Ｌ−グルタメート）等のポリグルタミン酸誘導体、ポリ（β−ベンジル−Ｌ−アスパルテート）等のポリアスパラギン酸誘導体、ポリ（Ｌ−ロイシン）、ポリ（Ｌ−アラニン）、ポリ（Ｌ−メチオニン）、ポリ（Ｌ−フェニルアラニン）、ポリ（Ｌ−リジン）、ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）、などが好適に挙げられる。
【００５４】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドとしては、公知文献等に記載の方法に準じて適宜合成乃至調整したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
【００５５】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドの一合成例として、ブロックコポリペプチド〔ポリ（L-リジン）２５−ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）６０〕ＰＬＬＺ２５−ＰＭＬＧ６０の合成例を示すと、次の通りである。即ち、ブロックコポリペプチド〔ポリ（Ｌ−リジン）２５−ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）６０〕ＰＬＬＺ２５−ＰＭＬＧ６０は下記式で示したように、ｎ-ヘキシルアミンを開始剤として用い、Ｎεカルボベンゾシ−Ｌ−リジン−Ｎα―カルボシキ酸無水物（ＬＬＺ−ＮＣＡ）の重合を行い、続けてγ−メチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−カルボシキ酸無水化合物（ＭＬＧ−ＮＣＡ）の重合を行うことにより、合成することができる。
【００５６】
【化８】
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【００５７】
前記α−ヘリックス・ポリペプチドの合成は、上記方法に限られず、遺伝子工学的方法も行うこともでき、例えば、前記目的とするポリペプチドをコードするＤＮＡを組み込んだ発現ベクターにより宿主細胞を形質転換し、この形質転換体を培養すること等により行うことができる。
前記発現ベクターとしては、例えば、プラスミドベクター、ファージベクター、プラスミドとファージのキメラベクター、などが挙げられる。
前記宿主細胞としては、大腸菌、枯草菌等の原核微生物、酵母菌等の真核微生物、動物細胞などが挙げられる。
【００５８】
また、前記α−ヘリックス・ポリペプチドは、α−ケラチン、ミオシン、エピダーミン、フィブリノゲン、トロポマイシン、絹フィブロイン等の天然の繊維状蛋白からそのα―ヘリックス構造部分を切り出すことにより調整してもよい。
【００５９】
−ＤＮＡ−
前記ＤＮＡは、１本鎖ＤＮＡであってもよいが、安定に棒状を維持することができる等の点で２本鎖ＤＮＡであるのが好ましい。
前記２本鎖ＤＮＡは、１つの中心軸の回りに、右巻きらせん状の２本のポリヌクレオチド鎖が互いに逆方向に伸びた状態で位置して形成された２重らせん構造を有する。
前記ポリヌクレオチド鎖は、アデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）の４種類の核酸塩基で構成されており、前記ポリヌクレオチド鎖において前記核酸塩基は、中心軸に対して垂直な平面内で互いに内側に突出した形で存在して、いわゆるワトソンークリック型塩基対を形成し、アデニンに対してはチミンが、グアニンに対してはシトシンが、それぞれ特異的に水素結合している。その結果前記２本鎖ＤＮＡにおいては、２本のポリペプチド鎖が互いに相補的に結合している。
【００６０】
前記ＤＮＡは、公知のＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法、ＬＣＲ（Ｌｉｇａｓｅ  ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法、３ＳＲ（Ｓｅｌｆ  ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）法、ＳＤＡ（Ｓｔｒａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等により、調節することができるが、これらの中でもＰＣＲ法が好適である。
【００６１】
また、前記ＤＮＡは、天然の遺伝子から制御酵素により酵素的に直接切り出して調製してもよいし、遺伝子クローニング法により調製してもよいし、化学合成法により調製してもよい。
【００６２】
前記遺伝子クローニング法の場合、例えば、正常核酸を増幅させたものをプラスミドベクター、ファージベクター、プラスミドとファージのキメラベクター等から選択されるベクターに取り込み、大腸菌、枯草菌等の原核微生物、酵母等の真核微生物、動物細胞などから選択される増幅可能な任意の宿主を導入することにより、大量に調製することができる。
前記化学合成法としては、例えば、トリエステル法、亜リン酸法などのような、液相法又は不溶性の担体を使った固相合成法などが挙げられる。前記化学合成法の場合、公知の自動合成機を用い、１本鎖のＤＮＡを大量に調製した後、アニーリングを行うことにより、２本鎖ＤＮＡを調製することができる。
【００６３】
前記アミロースは高等植物の貯蔵のためのホモ多糖類であるデンプンを構成するＤ−グルコースがα−１，４結合で直鎖状につながったらせん構造を有する多糖類である。
前記アミロースの数平均分子量（Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１，０００〜１，０００，０００が好ましく、１，０００〜５００，０００がより好ましい。
前記アミロースの重合度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１０〜５，０００が好ましく、１０〜１，０００がより好ましい。
【００６４】
前記アミロースにおける前記数平均分子量（Ｍｎ）と前記重合度とを適宜選択することにより、前記標的相互作用層が、前記標的と効率的に相互作用することができる前期膜厚とすることができ、相互作用とした後においても十分な前記膜厚を得ることができ、更には、前記構造性発色の原理により、前記干渉光の干渉色を可視光とすることができ、目視で検出を確認できる点で有利である。
【００６５】
前記アミロースは、市販のものであってもよいし、公知の方法に従って適宜調製したものであってもよい。
なお前記アミロースは、その一部にアミロペクチンが含まれていてもよい。
【００６６】
前記棒状有機分子の直径としては、特に制限はないが、前記α−ヘリックス・ポリペプチドの場合には、０．８〜２．０ｎｍ程度である。
【００６７】
前記棒状有機分子はその全部が親油性（疎水性）又は親水性であってもよく、また、その一部が親油性で又は親水性であり、他の部分が該一部と逆の親和性を示す両親媒性であってもよいが、親水性であることが好ましい。
【００６８】
前記標的相互作用部としては、前記標的と相互作用可能である限り、特に制限はないが、前期標的を捕捉可能な標的捕捉体であることが好ましい。
【００６９】
前記標的捕捉体としては、前記標的を捕捉することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アビジン、ビオチン、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種、これらの誘導体、などが挙げられる。また、前記標的捕捉体は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。
【００７０】
前記捕捉の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、物理吸着、化学吸着などが挙げられる。これらは、例えば、水素結合、分子間力（ファンデル・ワールス力）、配位結合、イオン結合、共有結合、などにより形成され得る。
【００７１】
前記標的としては、前記標的捕捉体がそれぞれ、前記酵素である場合には、例えば該酵素の補酵素であり、前記補酵素である場合には、例えば、該補酵素を補酵素とする酵素であり、前記ホスト化合物である場合には、例えば、該ホスト化合物のゲスト化合物（包接される成分）であり、前記抗体である場合には、例えば、該抗体の抗原としてのタンパク質であり、前記タンパク質である場合には、例えば、該タンパク質を抗原とする抗体であり、前記核酸である場合には、例えば、該核酸と相補的な核酸、チューブリン、キチン、などであり、前記ホルモンレセプターである場合には、例えば、該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記レクチンである場合には、例えば、該レクチンに受容させる糖であり、前記生理活性物質受容体である場合には、例えば、該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
【００７２】
なお、前記標的を含む試料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細菌、ウイルス等の病原体、生体から分離された血液、唾液、組織病片等、糞尿等の排泄物などが挙げられる。更に、出生前診断を行う場合は、羊水中に存在する胎児の細胞や、試験管内での分裂卵細胞の一部を試料とすることもできる。また、これらの試料は、直接、又は必要に応じて遠心分離操作等により沈渣として濃縮した後、例えば、酵素処理、熱処理、界面活性剤処理、超音波処理、これらの組合せ等による細胞破壊処理を予め施したものを使用してもよい。
【００７３】
前記ホスト化合物としては、分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、筒状（一次元）の空洞を有するもの、層状（二次元）の空洞を有するもの、かご状（三次元）の空洞を有するもの、などが好適に挙げられる。
【００７４】
前記筒状（一次元）の空洞を有するホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ジニトロジフェニル、ジオキシトリフェニルメタン、トリフェニルメタン、メチルナフタリン、スピロクロマン、ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）、セルロース、アミロース、シクロデキストリン（但し、溶液中では前記空洞がかご状）、などが挙げられる。
【００７５】
前記尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、ｎ−パラフィン誘導体などが挙げられる。
前記チオ尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、分岐状又は環状の炭化水素などが挙げられる。
前記デオキシコール酸が捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、脂肪酸、芳香族化合物、などが挙げられる。
前記ジニトロジフェニルが捕捉可能な標的としては、例えば、ジフェニル誘導体などが挙げられる。
【００７６】
前記ジオキシトリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、ｎ−アルケン類、スクアレン、などが挙げられる。
前記トリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記メチルナフタリンが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｃ１６までのｎ−パラフィン類、分岐状パラフィン類、などが挙げられる。
前記スピロクロマンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、各種高分子物質、などが挙げられる。
前記セルロースが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏ、パラフィン類、ＣＣｌ４、色素、ヨウ素、などが挙げられる。
前記アミロースが捕捉可能な標的としては、例えば、脂肪酸、ヨウ素、などが挙げられる。
【００７７】
前記シクロデキストリンは、デンプンのアミラーゼによる分解で生成する環状のデキストリンであり、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンの３種が知られている。本発明においては、前記シクロデキストリンとして、これらの水酸基の一部を他の官能基、例えば、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、アミド基、スルホン酸基、などに変えたシクロデキストリン誘導体も含まれる。
【００７８】
前記シクロデキストリンが捕捉可能な標的としては、例えば、チモール、オイゲノール、レゾルシン、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン等のフェノール誘導体、サリチル酸、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体及びそのエステル、コレステロール等のステロイド、アスコルビン酸、レチノール、トコフェロール等のビタミン、リモネン等の炭化水素類、イソチオシアン酸アリル、ソルビン酸、ヨウ素分子、メチルオレンジ、コンゴーレッド、２−ｐ−トルイジニルナフタレン−６−スルホン酸カリウム塩（ＴＮＳ）、などが挙げられる。
【００７９】
前記層状（二次元）のホスト化合物としては、例えば、粘土鉱物、グラファイト、スメクタイト、モンモリロナイト、ゼオライト、などが挙げられる。
【００８０】
前記粘土鉱物が捕捉可能な標的としては、例えば、親水性物質、極性化合物、などが挙げられる。
前記グラファイトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｏ、ＨＳＯ４−、ハロゲン、ハロゲン化物、アルカリ金属、などが挙げられる。
前記モンモリロナイトが捕捉可能な標的としては、例えば、ブルシン、コデイン、ｏ−フェニレンジアミン、ベンジジン、ピペリジン、アデニン、グイアニン及びこれらのリポシド、などが挙げられる。
前記ゼオライトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏなどが挙げられる。
【００８１】
前記かご状（三次元）のホスト化合物としては、例えば、ヒドロキノン、気体水化物、トリ−ｏ−チモチド、オキシフラバン、ジシアノアンミンニッケル、クリプタンド、カリックスアレーン、クラウン化合物、などが挙げられる。
【００８２】
前記ヒドロキノンが捕捉可能な標的としては、例えば、ＨＣｌ、ＳＯ２、アセチレン、希ガス元素、などが挙げられる。
前記気体水化物が捕捉可能な標的としては、例えば、ハロゲン、希ガス元素、低級炭化水素、などが挙げられる。
前記トリ−ｏ−チモチドが捕捉可能な標的としては、例えば、シクロヘキサン、ベンゼン、クロロホルム、などが挙げられる。
前記オキシフラバンが捕捉可能な標的としては、例えば、有機塩基などが挙げられる。
前記ジシアノアンミンニッケルが捕捉可能な標的としては、例えば、ベンゼン、フェノール、などが挙げられる。
前記クリプタンドが捕捉可能な標的としては、例えば、ＮＨ４＋、各種金属イオン、などが挙げられる。
【００８３】
前記カリックスアレーンは、フェノールとホルムアルデヒドとから適当な条件で合成されるフェノール単位をメチレン基で結合した環状オリゴマーであり、４〜８核体が知られている。これらの内、ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝４）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝５）が捕捉可能な標的としては、例えば、イソプロピルアルコール、アセトン、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝６）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、メタノール、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝７）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルムなどが挙げられる。
【００８４】
前記クラウン化合物としては、電子供与性のドナー原子として酸素を持つクラウンエーテルのみではなく、そのアナログとして窒素、硫黄などのドナー原子を環構造構成原子として持つ大環状化合物を含み、また、クリプタンドを代表する２個以上の環よりなる複環式クラウン化合物も含まれ、例えば、シクロヘキシル−１２−クラウン−４、ジベンゾ−１４−クラウン−４、ｔ−ブチルベンゾ−１５−クラウン−５、ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキシル−１８−クラウン−６、１８−クラウン−６、トリベンゾ−１８−クラウン−６、テトラベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−２６−クラウン−６、などが挙げられる。
【００８５】
前記クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属などの各種金属イオン、ＮＨ４＋、アルキルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、芳香族ジアゾニウムイオンなどが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。また、該クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、これら以外にも、酸性度が比較的大きいＣ−Ｈ（アセトニトリル、マロンニトリル、アジポニトリルなど）、Ｎ−Ｈ（アニリン、アミノ安息香酸、アミド、スルファミド誘導体など）、Ｏ−Ｈ（フェノール、酢酸誘導体など）ユニットを有する極性有機化合物、などが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。
【００８６】
前記ホスト化合物の空洞の大きさ（径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、安定した分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を発揮し得る観点から、０．１ｎｍ〜２．０ｎｍであるのが好ましい。
【００８７】
なお、前記ホスト化合物は、例えば、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物、無機系ホスト化合物、などに分類することもできる。
前記単分子系ホスト化合物としては、例えば、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、環状オリゴペプチド、などが挙げられる。
前記多分子系ホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチド、などが挙げられる。
前記高分子系ホスト化合物としては、例えば、セルロース、デンプン、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、などが挙げられる。
前記無機系ホスト化合物としては、例えば、層間化合物、ゼオライト、Ｈｏｆｍａｎｎ型錯体、などが挙げられる。
【００８８】
前記抗体としては、抗原と特異的に抗原抗体反応を生じるものであれば、特に制限はなく、例えば、多クローン性抗体であっても、単クローン性抗体であってもよく、更にはＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＧのＦａｂ’、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２なども含まれる。
【００８９】
前記抗原としては、特に制限はなく、前記抗体の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、血漿蛋白、腫瘍マーカー、アポ蛋白、ウイルス抗原、自己抗体、凝固・線溶因子、ホルモン、血中薬物、ＨＬＡ抗原、などが挙げられる。
【００９０】
前記血漿蛋白としては、例えば、免疫グロブリン（ＩｇＧ，ＩｇＡ，ＩｇＭ，ＩｇＤ，ＩｇＥ）、補体成分（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１ｑ）、ＣＲＰ、α１−アンチトリプシン、α１−マイクログロブリン、β２−マイクログロブリン、ハプトグロビン、トランスフェリン、セルロプラスミン、フェリチン、などが挙げられる。
【００９１】
前記腫瘍マーカーとしては、例えば、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＳＣＣ抗原、前立腺酸性ホスファターゼ（ＰＡＰ）、ＰＩＶＫＡ−ＩＩ、γ−セミノプロテイン、ＴＰＡ、エラスターゼＩ、神経特異エノラーゼ（ＮＳＥ）、免疫抑制酸性蛋白（ＩＡＰ）、などが挙げられる。
【００９２】
前記アポ蛋白としては、例えば、アポＡ−Ｉ、アポＡ−ＩＩ、アポＢ、アポＣ−ＩＩ、アポＣ−ＩＩＩ、アポＥ、などが挙げられる。
【００９３】
前記ウイルス抗原としては、例えば、Ｂ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）関連抗原、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＶＣ）関連抗原、ＨＴＬＶ−Ｉ、ＨＩＶ、狂犬病ウイルス、インフルエンザウイルス、風疹ウイルス、などが挙げられる。
前記ＨＣＶ関連抗原としては、例えば、ＨＣＶｃ１００−３リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３１リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３４リコビナント抗原などが挙げられ、それらの混合物が好ましく使用できる。前記ＨＩＶ関連抗原としては、ウイルス表面抗原などが挙げられ、例えば、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ４１リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ１２０リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｇａｇ．ｐ２４リコビナント抗原、ＨＩＶ−ＩＩ  ｅｎｖ．ｐ３６リコビナント抗原、などが挙げられる。
また、ウイルス以外の感染症としては、ＭＲＳＡ、ＡＳＯ、トキソプラズマ、マイコプラズマ、ＳＴＤ、などが挙げられる。
【００９４】
前記自己抗体としては、例えば、抗マイクロゾーム抗体、抗サイログロブリン抗体、抗核抗体、リュウマチ因子、抗ミトコンドリア抗体、ミエリン抗体、などが挙げられる。
【００９５】
前記凝固・線溶因子としては、例えば、フィブリノゲン、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、プラスミノゲン、α２−プラスミンインヒビター、アンチトロンビンＩＩＩ、β−トロンボグロブリン、第ＶＩＩＩ因子、プロテインＣ、プロテインＳ、などが挙げられる。
【００９６】
前記ホルモンとしては、例えば、下垂体ホルモン（ＬＨ、ＦＳＨ、ＧＨ、ＡＣＴＨ、ＴＳＨ、プロラクチン）、甲状腺ホルモン（Ｔ３、Ｔ４、サイログロブリン）、カルシトニン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、副腎皮質ホルモン（アルドステロン、コルチゾール）、性腺ホルモン（ｈＣＧ、エストロゲン、テストステロン、ｈＰＬ）、膵・消化管ホルモン（インスリン、Ｃ−ペプチド、グルカゴン、ガストリン）、その他（レニン、アンジオテンシンＩ，ＩＩ、エンケファリン、エリスロポエチン）、などが挙げられる。
【００９７】
前記血中薬物としては、例えば、カルバマゼピン、プリミドン、バルプロ酸等の抗てんかん薬、ジゴキシン、キニジン、ジギトキシン、テオフィリン等の循環器疾患薬、ゲンタマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン等の抗生物質、などが挙げられる。
【００９８】
前記タンパク質としては、多くの重金属、特に亜鉛、カドミウム、銅、水銀、等に高い親和性を示す低分子量（約６０００〜１３０００）のもの、などが好適に挙げられる。これらのタンパク質は、動物の肝臓、腎臓、その他の組織中に存在し、最近では微生物体内にも存在することが見出されている。また、これらのタンパク質は、システイン含有量が多く、芳香族の残基を殆ど含まないアミノ酸分布を呈しており、生体内においてカドミウム、水銀などの解毒化機能を有する物質であるとともに、亜鉛，銅など生体に必須の微量金属の貯蔵と、生体内における分布にも関与している重要な物質である。
【００９９】
前記重金属としては、例えば、アルキル水銀化合物（Ｒ−Ｈｇ）、水銀又はその化合物（Ｈｇ）、カドミウム又はその化合物（Ｃｄ）、鉛又はその化合物（Ｐｂ）、六価クロム（Ｃｒ６＋）、銅又はその化合物（Ｃｕ）、亜鉛又はその化合物（Ｚｎ）、シアン、六価クロム、砒素、セレン、マンガン、ニッケル、鉄、亜鉛、セレン、スズ、などが挙げられる。
【０１００】
前記接着としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、化学結合などが好適に挙げられる。
前記化学結合としては、特に制限はなく、公知の化学結合の中から適宜選択することができ、例えば、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合、などが挙げられる。
【０１０１】
前記標的相互作用層に隣接する層と、前記糸状体の接着の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下の方法により、接着することができる。
即ち、前記糸状有機分子として前記構造式（１）で表される直鎖状高分子である場合には、酸性残基とのカルボン酸アミド化、スルホン酸アミド化、あるいは、アジリジンの開環重合時の開始末端としての利用、ハロゲン化物とのアルキル化、アリール化、などの共有結合、及び酸性官能基をもつ化合物とのイオン結合などにより接着させることができる。
【０１０２】
前記液状物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、極性溶媒、無極性溶媒、などが挙げられる。
前記極性溶媒としては、極性である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水、アルコール、エステル基含有溶媒、アミド基含有溶媒、カルボン酸基含有溶媒、スルホン酸基含有溶媒、アミン基含有溶媒、ニトリル基含有溶媒、などが挙げられる。
前記無極性溶媒としては、無極性である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ベンゼン、四塩化炭素、などが挙げられる。
【０１０３】
前記標的相互作用層との親和性の観点から、前記糸状体が親水性基を有する場合には、前記液状物は前記極性溶媒であることが好ましく、前記糸状体が疎水性基を有する場合には、前記液状物は無極性溶媒であることが好ましい。前記標的相互作用層が親水性基を有し、前記液状物が極性溶媒である場合には，該標的相互作用層が該極性溶媒と接することにより、これらの親和性から、該標的相互作用層の膜厚が増加され、また、前記標的相互作用層が疎水性基を有し、前記液状物が無極性溶媒である場合には、該標的相互作用層が該無極性溶媒と接することにより、これらの親和性から、該標的相互作用層の膜厚が増加される。
【０１０４】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光干渉層、基材などがあげられる。
【０１０５】
前記光干渉層としては、例えば、前期光照射手段により照射された光を干渉光として放射可能である限り、特に制限はなく、例えば、異屈折率膜又は銅屈折率膜を少なくとも１層有するものなどが好適に挙げられる。
【０１０６】
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス、プラスチックス、などで形成されたものが好適に挙げられる。
【０１０７】
前記基材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば板状であることが好ましい。
【０１０８】
前記基材及び光干渉層の位置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材（最下層）と前記干渉層（中間層）と前記標的相互作用層（最上層）としたもの等が挙げられる。
【０１０９】
前記異屈折率膜としては、前記基材及び標的相互作用層の少なくてもいずれかの屈折率を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、また、その数も２以上であってもよく、２以上の場合にはそれぞれの該異屈折率膜の屈折率が互いに異なっていてもよい。前記異屈折率膜の具体例としては、誘電体膜、酸素化合物を含む膜などが挙げられる。
前記酸素化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属酸化物、非金属酸化物、などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、などが好適に挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
前記非金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１１０】
前記異屈折率膜の厚み（物理膜厚）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．０１〜１００μｍが好ましく、０．０１〜１０μｍがより好ましく、０．０１〜５．０μｍが特に好ましい。前記厚みが、０．０１μｍ未満であると、前記標的検出用基材の干渉光を測定する際に、前記干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいてリップルが発生しないことがあり、１００μｍを超えると、前記リップルが多く発生し過ぎることがある。
【０１１１】
前記異屈折率膜の密度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜３．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．２〜２．６ｇ／ｃｍ３がより好ましく、１．４〜２．６ｇ／ｃｍ３が特に好ましい。前記密度が、１．０ｇ／ｃｍ３未満であると、前記異屈折率膜が脆くなる結果、前記光干渉基材自体の耐久性が劣ることがあり、３．０ｇ／ｃｍ３を超えると、前記リップルの発生する数が不適切となる場合があり、好ましくない。
【０１１２】
前記異屈折率膜（前記光干渉層）を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板の表面に、ＥＢ（電子線）蒸着法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、などにより製膜する方法等が挙げられる。
【０１１３】
前記光干渉層における前記異屈折率膜の層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該異屈折率膜が１層である場合が好ましい。前記異屈折率膜が、１層であったとしても照射された光を干渉して干渉光として放射し、該干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて、リップルを生じさせ、該リップルを利用した波長変化に基づく検出を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、本発明の標的検出用基材を低コストで量産することができる点で有利である。また、前記干渉光の波長を可視光域に容易に調整することができ、前記酸化膜の厚みや材質によっては、該光干渉層による干渉光が干渉色を示すことがあり、この場合、「プレカラード基材」として使用することもできる。
【０１１４】
前記同屈折率膜としては、前記基材及び標的相互作用層の少なくてもいずれかの屈折率と略同等屈折率を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１１５】
前記光干渉層は、前記基材上に形成され、前記標的相互作用層と隣接する層であることが好ましい。
【０１１６】
―構造性発色―
前記構造性発色は、モルフォ蝶翅の鱗粉の発色原理である多層薄膜干渉理論に基づき、構造発色体（膜、層）に電場、磁場、温度、光（例えば自然光、赤外線光、紫外線光）などの外部刺激を与えたときに、該構造発色体（膜、層）の厚みとその屈折率に応じて特定波長の光が反射する結果、該構造発色体の表面で生ずる発色である。前記構造性発色では、染料や、顔料は不要である。
【０１１７】
ここで、前記構造性発色の原理について下記に示す。
図１及び図２で示すように、前記標的相互作用層（又は前記屈折率膜）に前記光照射手段により光が照射された際に該標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜）による干渉光の波長（λ）は下記式（１）で示す条件によって強められ、下記式（２）に示す条件によって弱められる。
【０１１８】
【数１】
2005265479.tif 000010
【０１１９】
【数２】
2005265479.tif 000011
【０１２０】
前記式（１）及び前記式（２）において、λは、干渉光の波長（ｎｍ）を意味し、αは、前記標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜）への光の入射角（度）を意味し、ｔは前記標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜の厚み（ｎｍ）を意味し、ｌは前記標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜）の数を意味し、ｎは、前記標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜）の屈折率を意味し、ｍは１以上の整数を意味する。
【０１２１】
前記標的相互作用層（又は、前記異屈折率膜）の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８１０ｎｍ以下が好ましく、１０〜８１０ｎｍがより好ましい。前記厚みを適宜変更することにより、前記構造性の発色の色（波長）を変化させることができる。
【０１２２】
本発明の標的検出用基材は、前記液状物と接触することにより、前記標的相互作用層の膜厚が増加され、前記標的と前記標的相互作用層とが相互作用することにより、前記標的相互作用層の膜厚が増加し、しかも前記液状物を除去した後においても、該膜厚の収縮が抑制される。このため、各種分野において使用することができ、病原物質、生態物質、有毒物質等の各種標的を少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度に検出でき、更には定量も可能な標的検出装置に用いることができ、特に本発明の標的検出装置に好適に用いることができる。
【０１２３】
＜波長変化検出手段＞
前記波長変化検出手段は、前記干渉光の進路に設けられ、前記干渉光の波長変化を検出する機能を有する。
前記波長変化検出手段としては、前記機能を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）特定波長の光のみを透過可能であり、該特定波長の光が透過したことを検知可能であるもの、（２）前記干渉光の波長変化前におけるスペクトルと、干渉光の波長変化後におけるスペクトルとを測定し、その差スペクトルを測定可能であるもの、（３）前記干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて、該グラフにおけるリップル又は主波長を用いることにより波長変化を測定するもの、（４）目視により前記干渉色の変化を測定するもの、などが好適に挙げられる。
【０１２４】
これらの中でも、前記（１）のものの場合には、前記波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であることにより、該波長変化検出手段は、前記標的が前記光干渉手段と相互作用して前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過不能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過不能とすることにより、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出される。
更に、透過光量の大小（透過光の強度）によって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段による前記標的の捕捉量との関係を示す検量線を予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【０１２５】
また、前記（２）のものの場合には、該波長変化検出手段が、干渉光の波長の変化前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定するので、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合及び前記干渉光における透過率のグラフにおいて主波長としてのピークが形成されていない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能である。その結果、極僅かな波長変化であり、かつ、前記グラフにおいて主波長としてのピークが形成されていない場合であっても増幅したスペクトル強度として検出することができ、高感度であり、簡便にかつ迅速にしかも高感度な検出を行うことができる。
更に、スペクトル強度を測定することによって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段による前記干渉光の波長変化（ピークシフト）の差スペクトルにおける波長強度との関係を示す検量線を予め作成しておき、また、該差スペクトルの波長強度と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量との関係を示す検量線とを予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の波長変化（ピークシフト）の差スペクトルの波長強度を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【０１２６】
前記（１）のものの具体例としては、干渉フィルタと、該干渉フィルタを透過した透過光を検知可能な光検知センサーとの組合せ、などが好適に挙げられる。この場合、該干渉フィルタを、前記光干渉手段と相互作用して前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過不能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過不能とすることにより、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出可能であり、前記光検知センサーが前記干渉フィルタを透過した前記干渉光を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化が検出され、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出される。その結果、極僅かな波長変化が生じた場合であり、かつ、前記グラフにおいて主波長としてのピークが形成されていない場合であっても、前記干渉光の透過光を前記光検知センサーが検出することができ、極めて高感度である。また、前記干渉フィルタを、前記光干渉手段における前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過不能とし、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加された後では前記干渉光を透過可能とした場合に、該干渉光の透過光量を前記光検知センサーが測定することにより、前記標的の定量を行うことができる。
【０１２７】
前記干渉フィルタとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、市販品を使用してもよい。
前記干渉フィルタは、特定の波長の入射光のみを干渉する。該特定の波長以外の波長の入射光は透過可能である。
前記光検知センサーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣｄＳセル、フォトダイオード、光電管、焦電センサー、ＣＣＤセンサー、ＰＳＤセンサー、などが挙げられる。
前記（２）のものの具体例としては、公知の分光光度計などが好適に挙げられる。
【０１２８】
本発明の標的検出装置では、前記光照射手段が光を照射する。前記光干渉手段における前期標的相互作用層は、前記液状物と接触することにより、該標的相互作用層の膜厚が増加される。前記液状物中に前期標的が存在する場合には、前記光干渉手段における前記標的相互作用層と該標的と相互作用することにより、該標的相互作用層の厚みが増加され、かつ、前期液状物を除去した後においても該膜厚の収縮が抑制されて、前期光照射手段により照射された光の干渉光の波長が変化（波長シフト）する。前記波長変化手段が該波長変化（波長シフト）した干渉光を検出することにより、前記標的相互作用層自体の膜厚が増加することにより、高価な測定機器を用いることなく、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、診断装置、分析装置、定量装置等として好適に使用することができる。
【０１２９】
＜標的検出装置の使用方法＞
以下において本発明の標的検出装置の使用方法を説明する。なお、本発明の標的検出方法は、該標的検出装置を用いて好適に行うことができるため、該標的検出装置の使用方法を通じて、本発明の標的検出方法を説明する。
本発明の標的検出方法は、光照射工程と、波長変化検出工程とを含む。
【０１３０】
以下に、本発明の標的検出装置の使用方法の一例について、図３を参照しながら説明する。前記光干渉手段（前記標的検出用基材）は、保管時（乾燥時）においては光干渉層４０の表面上に糸状有機分子１０の一方の一端が接着され、該糸状有機分子１０は横倒されてなる。この状態においては、糸状有機分子１０の側鎖に設けられた標的相互作用部１０ａはその一部が表面に現われ、他の部分は内部に存在する。次に、光干渉手段（前記標的検出用基材）を前記液状物としての水に接触させると、糸状有機分子１０と水との親和性から糸状有機分子１０の一方の一端を光干渉層４０に支持したまま略立設され、前記標的相互作用層の厚みが増加すると共に、前記内部に存在していた標的相互作用部１０ａも標的２０と相互作用可能となる。更に、前記水中に標的２０が存在している場合には、標的２０と標的相互作用部１０ａとが相互作用し、前記水を乾燥した後においても、糸状有機分子１０が略立設したままの状態が維持され、その結果、前記標的相互作用層の増加した膜厚の収縮が抑制される。
このため、標的２０が存在しない場合には、前記標的相互作用層の増加した膜厚は、前記水の蒸発と共に収縮され元の状態に戻るが、標的２０が存在する場合には、前記標的相互作用層の増加した膜厚は、その収縮が抑制される。その結果、前記光照射手段から照射された光の干渉光の波長が、前記膜厚の増加により変化（波長シフト）される。
前記干渉光の放射は、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）に光を照射することにより、該光干渉手段が光を反射又は透過することにより行われる。
以上が、本発明の標的検出方法における光照射工程である。該光照射工程は、前記標的検出用基材に対して光を照射し、該標的検出用基材おける標的相互作用層（標的相互作用部）と前記標的とを相互作用させ、該照射した光を干渉光として放射させる工程である。
【０１３１】
前記干渉光の波長変化の検出は、前記標的検出装置における前記波長変化検出手段に関する説明として上述した通りであり、前記波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であることにより、該波長変化検出手段は、前記標的が前記光干渉手段と相互作用して前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過不能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的相互作用層の厚みが増加される前では前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記標的相互作用層の厚みが増加した後では前記干渉光を透過不能とすることにより、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記光干渉手段が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出される。
更に、透過光量の大小（透過光の強度）によって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記標的の捕捉量との関係を示す検量線を予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【０１３２】
また、該波長変化検出手段が、干渉光の波長の変化前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定するので、通常のスペクトル曲線を測定しただけではその僅かな変化を検出するのが極めて困難である場合、即ち極僅かな波長変化（波長シフト）しかない場合及び前記干渉光における透過率のグラフにおいて主波長としてのピークが形成されていない場合であっても、それを簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能である。その結果、極僅かな波長変化であり、かつ、前記グラフにおいて主波長としてのピークが形成されていない場合であっても増幅したスペクトル強度として検出することができ、高感度であり、簡便にかつ迅速にしかも高感度な検出を行うことができる。
更に、スペクトル強度を測定することによって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記干渉光の波長変化（ピークシフト）の差スペクトルにおける波長強度との関係を示す検量線を予め作成しておき、また、該差スペクトルの波長強度と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量との関係を示す検量線とを予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の波長変化（ピークシフト）の差スペクトルの波長強度を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
以上が、本発明の標的検出方法における波長変化検出工程である。該波長変化検出工程は、前記干渉光の波長変化を検出する工程である。
【０１３３】
本発明の標的検出方法においては、前記光干渉手段として前記標的検出用基材を用いることにより、前記標的と前記標的相互作用層との相互作用により、該表標的相互作用の膜厚を増加させ、スペクトル曲線の極めてシャープな干渉光を放射することができ、簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出できる点で有利である。また本発明の標的検出方法は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、診断方法、分析方法、定量方法等として好適に使用することができる。
【実施例】
【０１３４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１３５】
（実施例１）
−糸状有機体の合成−
前記糸状有機分子として、以下の方法により、下記構造式（１）で表される直鎖状高分子を合成した。即ち、ポリエチレンイミン（数平均分子量１０，０００）１．００ｇにＤＭＡｃに融解した酸クロ化ビチオン０．１５ｇを滴下、反応後、１−オクタノールにより析出させ、さらに、ジエチルエーテルで洗浄することにより合成することができる。
合成した前記直鎖上高分子について、その分子量及び重合度を測定したところ、数平均分子量（Ｍｎ）は１９，０００であり、重合度は２３０であった。下記構造式（１）においてｍ：ｎは３０：２００であり、Ｒは前記標識捕捉体としてのビチオンであり、Ｘは、
―ＣＯ―である。
【０１３６】
【化９】
2005265479.tif 000012
【０１３７】
―標的検出基材（光干渉手段）の製造―
前記基材として５０ｍｍ×５０ｍｍのガラス基材〔ＳＣＨＯＴ  ＤＥＳＡＧＡＧ社製、Ｂ２７０−ＳＵＰＥＲＷＩＴＥ（白板ガラス）〕と、ターゲットとしてＴａ２Ｏ５とを用いて、イオンアシスト法により、該ガラス基材上にＴａ２Ｏ５層の光干渉層を１層形成して基板を作成した。形成した前記光干渉層上には、前記標的相互作用層として、合成した前記直鎖状高分子の一端を以下の方法により結合（接着）させ、標的検出用基材Ａを製造した。  なお、該標的検出用基材Ａの表面積は１．５×１０１４ｎｍ２（１０ｍｍ×１５ｍｍ）であり、前記標的検出用基材Ａにおける前記標的相互作用層の厚み（Ｙ）は膜厚測定装置（ＵＬＶＡＣ社製、ＤＥＫＴＡＫ６Ｍ）にて測定したところ該厚み（Ｙ）は０．２６μｍであった。
【０１３８】
−光干渉手段と標的との相互作用−
前記光干渉手段を、前記標的として、アビジンの水溶液（１．５μＭ）中に０．５時間浸漬させて、該アビジンと前記光干渉手段における前記標的捕捉体としてのビオチンとを相互作用（吸着反応）させた。その後、前記光干渉手段を純水にて洗浄、乾燥させた。乾燥後、前記標的検出用基材Ａにおける前記標的相互作用層の厚み（Ｘ）を、前記厚み（Ｙ）を測定した時と同様にして測定したところ、該厚み（Ｘ）は０．５５μｍであった。この結果前記厚み（Ｘ）及び（Ｙ）から計算される増加した厚みは０．２９μｍであり、前記増加率〔（Ｘ−Ｙ／Ｙ）×１００は１１２％であった。
なお、前記アビジンの断面積は、約３０ｎｍ２弱（３ｎｍ×３ｎｍ×３．１４）程度である。
【０１３９】
＜差スペクトル測定による波長変化の検出及び標的の定量＞
前記光干渉手段（前記標的検出用基材Ａ）による干渉光のスペクトル（図４の太線）と前記標的（アビジン）が捕捉された際における干渉光のスペクトル（図４の細線）とを測定した。その結果を図４に示した。図４のスペクトルデータからも明らかな通り、２つのスペクトル曲線は互いに殆ど一致してしまっており、このスペクトル曲線のデータから前記干渉光の波長シフトを検出するのは困難である。しかし、前記分光光度計により、この２つのスペクトルデータの差スペクトルをとると、図５のようになり、図４では極めて検出が困難であった前記２つのスペクトルの波長差が、大きな波長差として現れる。このため、差スペクトルを検出することにより、測定誤差がなく、簡便にかつ迅速に、しかも高感度に前記干渉光を検出することができる。この差スペクトルは、スペクトル強度として得られるので、これを前記分光光度計により任意に増幅可能である。つまり、極めて小さなスペクトル強度であってもそれを増幅することにより高感度に検出できる。
【０１４０】
（実施例２）
−らせん状高分子の合成−
前記らせん高分子として以下の方法により合成されるα−ヘリックス・ポリペプチドを合成した。即ち、γ−ベンジル−Ｌ−グルタミン酸をトリホスゲンにより環状無水物と重合し、さらに、ｎ−ヘキシルアミンを開始剤として重合した後、水酸化カリウムにより加水分解した。これを酸クロ化ビチオンと反応後、１−オクタノールにより析出させ、ジエチルエーテルで洗浄することにより合成することができた。
【０１４１】
次に実施例１で作成した前記基板上に、前記標識相互作用層として側鎖にビオチンを有するα−フェリックス・ポリペプチドを以下の方法により結合（接着）させ、標識検出基材Ｂを製造した。
合成した前記α−フェリックス・ポリペプチドについて、その分子量及び重合度を測定したところ、数平均分子量は、１２，０００であり、重合度は３０であった。
【０１４２】
前記標的検出用基材Ｂにおける前記標的相互作用層の厚み（Ｙ）を膜厚測定装置（ＵＬＶＡＣ社製、ＤＥＫＴＡＫ６Ｍ）にて測定したところ、該厚み（Ｙ）は０．１１μｍであり、前記標的相互作用層の厚み（Ｘ）は０．１９μｍであった。よって、前記厚み（Ｘ）及び（Ｙ）から計算される増加した厚みは０．０８μｍであり、前記増加率〔（Ｘ−Ｙ／Ｙ）×１００は７３％であった。
【０１４３】
（比較例１）
実施例１において、合成した直鎖状高分子８０ｍｇを、溶剤として２．０ｇのメタノールに溶解させた溶液をスピンコーティング法により前記基板上に塗布、乾燥させて前記標的相互作用層を形成し、標的検出用基材Ｄを製造した。
【０１４４】
（比較例２）
比較例１において、直鎖状高分子を実施例２で合成したα−ヘリックス・ポリペプチドに替えて標的検出用基材Ｅを製造した。
なお、前記標的検出用基材Ｅにおける前記標的相互作用の厚み（Ｙ）を膜厚測定装置（ＵＬＶＡＣ社製、ＤＥＫＴＡＫ６Ｍ）にて測定したところ、該厚み（Ｙ）は、０．１１μｍであり、前記標的相互作用層の厚み（Ｘ）は０．１３μｍであった。よって前記厚み（Ｘ）及び（Ｙ）から計算される増加した厚みは、０．０２μｍであり、前記増加率〔（Ｘ−Ｙ）／Ｙ〕は１８％であった。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明の標的検出装置は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、また、前記光干渉手段が耐熱性を有するため、高温条件下において使用する診断装置、分析装置、定量装置等としても好適に使用することができる。
本発明の標的検出方法は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、また、前記光干渉手段が耐熱性を有するため、高温条件下における診断方法、分析方法、定量方法等としても好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】図１は、基材上に設けられた棒状有機分子（棒状材）による単分子膜（膜状物）による構造性発色（干渉色の発生）を説明するための概略図である。
【図２】図２は、構造性発色の原理を説明するための概略図である。
【図３】図３は、本発明の標識検出用基材の一例を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明の光干渉手段（標的検出用基材）による干渉光のスペクトルと、標的（アビジン）が捕捉された際における干渉光のスペクトルとを示すグラフである。
【図５】図５は、図４における２つのスペクトルデータの差スペクトルをとった場合の差スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４７】
１０        糸状有機分子（糸状体）
１０ａ      標的捕捉体
２０        標的
４０        光干渉層
５０        基材
【図１】
2005265479.tif 000013
【図２】
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【図３】
2005265479.tif 000015
【図４】
2005265479.tif 000016
【図５】
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